Sumrio

1 Introduo solda eltrica 03

2 Noes de eltrica aplicadas soldagem 04

3 Acessrios e ferramentas para soldagem 10

4 Terminologia de Soldagem 15

5 Processos de Soldagem 19

6 Soldagem com eletrodo revestido 20

7 Funes do revestimento 23

SOLDA ELTRICA

1 - Introduo

O progresso alcanado no campo da soldagem, bem como o desenvolvimento de

processos e tecnologias avanadas nos ltimos anos, de tal ordem que todo aquele que

no possuir uma mentalidade aberta, capaz de assimilar novas idias, ser ultrapassado e

incapacitado para o atual ritmo do progresso industrial.

E em todos os setores relacionados com o trabalho industrial, o profissional deve estar

consciente de suas atividades como um todo, bem como dos riscos decorrentes da

utilizao dos equipamentos manuseados.

desejvel, ainda, que possa adotar medidas capazes de minimizar acidentes,

permitindo o desempenho do trabalhado de forma segura e eficaz.

Este fascculo se destina ao acompanhamento das aulas, quando haver oportunidade de

complementar o texto, apresentado sob forma de itens, ilustraes, tabelas e exemplos.

Atravs dele so apresentados os perigos envolvidos na soldagem, descrevendo as

principais medidas de segurana que devem ser adotadas, no sentido de prevenir

acidentes e como trat-los, caso ocorram.

2 - Noes de eletricidade aplicada soldagem

2.1 Corrente eltrica

D-se o nome de corrente eltrica ao movimento ordenado de cargas eltricas de um

corpo.

H dois tipos de corrente eltrica : contnua e alternada.

a) Corrente contnua ( = )

aquela que circula sempre no mesmo sentido. A fonte fornecedora de corrente

(gerador de solda ou bateria) mantm constante sua polaridade, ou seja, o borne ser

sempre negativo e o borne ser sempre positivo;

Corrente alternada (- ~)

aquela que passa atravs de um corpo sofrendo inverso de sentido em intervalos

regulares de tempo, caminhando primeiro num sentido e depois no outro.

Cada borne ora ser negativo, ora ser positivo.

As figuras 4 e 5 mostram o sentido da corrente em um transformador.

2.2 Intensidade da corrente eltrica

A corrente eltrica, seja ela alternada ou contnua, pode ter sua intensidade medida. Para

medir a intensidade da corrente, usa-se a unidade de medida chamada ampre, que

representado pela letra A.

Portanto correto dizer que, num determinado instante, a intensidade da corrente

circulante pelo eletrodo e de 200 A.

2.3 Tenso eltrica

J foi visto que corrente eltrica um movimento ordenado de cargas eltricas atravs

de um corpo. Essas cargas, porm, no se movem sem que haja uma fora atuando sobre

elas, fazendo-as circularem. A essa fora atuante, d-se o nome de tenso eltrica.

Portanto, tenso eltrica a fora que movimenta as cargas eltricas atravs de um

corpo e que tem, como unidade de medida, o volt, que representado pela letra V.

2.4 - Resistncia eltrica

a dificuldade que um corpo oferece passagem da corrente eltrica. Sua unidade de

medida o ohm, que representado pela letra grega .

Ao atravessar um corpo, a corrente eltrica encontra dificuldade e gera calor. Esse calor

pode ser desejvel, como o caso do chuveiro eltrico, ou indesejvel, como no caso de

um mau contato numa conexo eltrica.

Na soldagem eltrica, deve-se evitar o aquecimento indesejvel em :

a) mau contato entre o grampo-terra e a massa;

b) mau contato entre o cabo eltrico e o porta-eletrodo;

c) mau contato entre terminais do cabo eltrico e os bornes da mquina;

d) corte parcial dos cabos eltricos

e) Grampo-terra danificado

Observao: Ao fazer uma conexo eltrica, deve-se ter o cuidado de execut-la

corretamente, para que no ocorra mau contato e conseqente perda de energia eltrica,

gerando aquecimento indesejvel.

2.5 - Materiais condutores

So corpos que permitem a passagem da corrente eltrica com relativa facilidade.

Os mais usados so o cobre e o alumnio.

2.6 - Materiais isolantes

So corpos que, dentro de uma determinada faixa de tenso, no permitem a passagem

da corrente eltrica. Os mais usados so a borracha, a mica, a porcelana e a baquelita.

2.7 - Arco eltrico

a passagem da corrente eltrica de um plo (pea) para outro (eletrodo), desde que

seja mantido entre eles um afastamento conveniente. Esse afastamento, chamado

de comprimento do arco, deve ter aproximadamente o dimetro do ncleo do eletrodo.

O calor intenso produzido pelo arco eltrico funde a ponta do eletrodo e a parte da pea

tocada por este, formando a solda.

Alm de seu papel de fonte de calor, o arco eltrico ainda conduz as gotas de metal,

depositando-as de encontro pea, o que permite executar soldas na posio

sobrecabea.

2.8 - Obteno da corrente eltrica

Nas soldagens, a corrente eltrica pode ser obtida por meio de :

a) mquina de solda geradora;

b) mquina de solda transformadora;

c) mquina de solda retificadora.

Atualmente, existem mquinas de solda que podem trabalhar como transformadora ou

retificadora, bastando, simplesmente, mudar seus plos de ligao.

2.9 - Efeito da tenso na soldagem

A tenso faz com que a corrente eltrica prossiga circulando mesmo depois que o eletrodo

afastado da pea, fazendo com que o arco eltrico se mantenha. O arco produz alta

temperatura, fundindo o material do eletrodo e da pea, formando a solda.

2.10 - Sentido de circulao da corrente eltrica

A corrente circula do plo negativo ( - ) para o plo positivo ( + ).

2.11 - Polaridades

No processo de soldagem, quando a mquina de solda est operando, a corrente eltrica sai

pelo borne A, desloca-se pelo cabo at a pea que est sendo soldada e provoca a fuso do

material da pea com o material do eletrodo atravs do arco eltrico. Em seguida, passa pelo

eletrodo e retorna ao borne B atravs do cabo, entra novamente na mquina e, pelo circuito

interno, torna a sair pelo borne A.

2.12 - Sopro magntico

Nas soldagens, quando se trabalha com altas amperagens em corrente contnua, ocorre o

efeito chamado sopro magntico, que provoca o desvio das gotas de metal fundido para um

dos lados da pea que est sendo soldada.

O desvio feito para o lado onde for maior a fora do campo magntico, provocada pela falta

de uniformidade da distribuio desse campo.

Este problema pode ser resolvido de vrias formas. Exemplificando, pode-se neutralizar o

sopro magntico:

* mudando o ngulo do eletrodo;

* deslocando a fixao terra;

* colocando, como terra, um material de maior condutibilidade eltrica (cobre);

* gerando um campo magntico maior no sentido oposto ao sopro;

* usando o transformador.

3 - Acessrios e ferramentas para soldagem

Alm da fonte de energia, chamada de mquina de soldar, outros acessrios e ferramentas

so utilizados para executar as operaes de soldagem. Uns servem para transportar a

corrente da fonte at o local de soldagem, outros para preparao da solda e outros para

limpeza durante a execuo da solda.

So necessrios, nas operaes de soldagem, os seguintes acessrios:

*cabo de solda

*porta-eletrodo

*grampo-terra (ligao massa).

Cabo de solda

Este acessrio constitudo de um ncleo formado de grande quantidade de fios de cobre e

recoberto com material isolantes. Essa grande quantidade de fios permite-lhe maior

flexibilidade nos movimentos executados nas operaes de soldagem. Seu dimetro depende

da intensidade da corrente a ser utilizada e da distncia entre a mquina e o posto de

soldagem.

Serve para fazer a ligao do porta-eletrodo e do grampo-terra fonte de energia.

Conhecendo-se a distncia entre a mquina e o posto de trabalho e a intensidade da corrente a

usar, recorre-se tabela seguinte, para encontrar a bitola conveniente do cabo, evitando, com

isso, perda de corrente, aquecimento ou superdimensionamento do cabo.

Encontrada a bitola do cabo, obtm-se outra caractersticas atravs da seguinte

tabela:

b) Porta eletrodo

Conhecido tambm como alicate porta eletrodo e pina-porta eletrodo, este acessrio, que

feito de cobre, tem suas partes externas totalmente isoladas e seu tamanho e isolao

variam de acordo com a intensidade da corrente a ser utilizada.

Serve para prender o eletrodo atravs de suas garras de contato;

c) Grampo-terra

um acessrio de conexo do cabo-terra pea, feito de cobre ou alumnio, sendo tambm

chamado de grampo-massa.

As principais ferramentas utilizadas nas operaes de soldagem so:

*martelo picador

*gabarito

*escova de ao

*tenaz

Martelo picador

Usado para remover a escria e os respingos de solda. Tambm conhecido

como picadeira e martelo bate-escria

Observao: Em grandes empresas, para remover escria, usam-se dispositivos pneumticos.

Ao usar esses dispositivos, deve-se tomar o cuidado de eliminar toda a gua que esteja contida

no ar comprimido;

b) Gabarito

uma ferramenta construda de chapa de ao, de forma geomtrica varivel de acordo com o

tipo de trabalho a ser executado. So utilizados em substituio a instrumentos de preciso,

para padronizar dimenses de cordes, filetes, verificao de esquadro, ngulos de chanfros,

etc.

As figuras seguintes mostram os principais tipos de gabaritos utilizados nas operaes de

soldagem e suas aplicaes;

c) Escova de ao

A escova de ao usada para remover o xido de ferro (ferrugem) das chapas a serem

soldadas e tambm para fazer uma melhor limpeza nos cordes de solda;

d) Tenaz

Ferramenta semelhante a um alicate, porm, com cabos mais longos.

Serve para segurar peas quentes.

4 -

5 - Processos de Soldagem

1 - Processos de Soldagem por Fuso

Existe um grande nmero de processos por fuso que podem ser separados em sub-grupos,

por exemplo, de acordo com o tipo de fonte de energia usada para fundir as peas. Dentre

estes, os processos de soldagem a arco (fonte de energia: arco eltrico) so os de maior

importncia industrial na atualidade. Devido tendncia de reao do material fundido com os

gases da atmosfera, a maioria dos processos de soldagem por fuso utiliza algum meio de

proteopara minimizar estas reaes. A tabela 1 mostra os principais processos de soldagem

por fuso e suas caractersticas principais.

Tabela 1 Processos de soldagem por fuso.

6 - Soldagem a arco eltrico com eletrodos revestidos

Soldagem o processo de unio de materiais usado para obter a coalescncia (unio)

localizada de metais e no metais, produzida por aquecimento at uma temperatura adequada,

com ou sem a utilizao de presso e/ou material de adio" (American Welding Society -

AWS).

A soldagem a arco eltrico com eletrodo revestido (Shielded Metal Arc Welding SMAW),

tambm conhecida como soldagem manual a arco eltrico, o mais largamente empregado

dos vrios processos de soldagem. A soldagem realizada com o calor de um arco eltrico

mantido entre a extremidade de um eletrodo metlico revestido e a pea de trabalho (veja a

Figura 1). O calor produzido pelo arco funde o metal de base, a alma do eletrodo e o

revestimento. Quando as gotas de metal fundido so transferidas atravs do arco para a poa

de fuso, so protegidas da atmosfera pelos gases produzidos durante a decomposio do

revestimento.

A escria lquida flutua em direo superfcie da poa de fuso, onde protege o metal de

solda da atmosfera durante a solidificao. Outras funes do revestimento so proporcionar

estabilidade ao arco e controlar a forma do cordo de solda.

Figura 1 - Soldagem a arco eltrico com eletrodo revestido

O eletrodo formado por um ncleo metlico ("alma"), com 250 a 500mm de comprimento,

revestido por uma camada de minerais (argila, fluoretos, carbonatos, etc) e/ou outros materiais

(celulose, ferro ligas, etc), com um dimetro total tpico entre 2 e 8mm. A alma do eletrodo

conduz a corrente eltrica e serve como metal de adio. O revestimento gera escria e gases

que protegem da atmosfera a regio sendo soldada e estabilizam o arco. O revestimento pode

ainda conter elementos que so incorporados solda, influenciando sua composio qumica e

caractersticas metalrgicas.

Os equipamentos e materiais de um posto de soldagem com eletrodos revestidos

compreendem, em geral: mesa de soldagem, fonte de energia (CC ou CA) com controle do

nvel de corrente de soldagem, cabos, porta-eletrodo, eletrodos, ferramentas e material de

segurana (figura 2). A fonte de energia pode apresentar diversas variaes, em termos de

projeto e caractersticas operacionais, de acordo com o seu fabricante e capacidade. Contudo,

esta deve sada do tipo corrente constante com capacidade e tipo de corrente adequados para

os eletrodos utilizados. Os cabos, o porta eletrodo e a lente de proteo tambm devem

adequados para o nvel de corrente utilizado.

A correta seleo dos parmetros de soldagem essencial para a obteno de uma junta

soldada de qualidade. O termo parmetro de soldagem abranger neste documento todas as

caractersticas do processo de soldagem necessrias para a execuo de uma junta soldada

de tamanho, forma e qualidade desejados que so selecionadas pelo responsvel pela

especificao do procedimento de soldagem. Na soldagem manual com eletrodos revestidos,

estas caractersticas compreendem, entre outras, o tipo e dimetro do eletrodo, o tipo, a

polaridade e o valor da corrente de soldagem, a tenso e o comprimento do arco, a velocidade

de soldagem e a tcnica de manipulao do eletrodo.

Para um dado tipo de eletrodo, o seu dimetro define a faixa de corrente em que este pode ser

usado. A seleo deste dimetro para uma dada aplicao depende de fatores sensveis

corrente de soldagem, como a espessura do material e a posio de soldagem, e de fatores

que controlam a facilidade de acesso do eletrodo ao fundo da junta, como o tipo desta o e

chanfro sendo usado.

7 - As funes do revestimento so:

__ Proteo do metal de solda - a funo mais importante do revestimento proteger o metal

de solda do oxignio e do nitrognio do ar quando ele est sendo transferido atravs do arco, e

enquanto est no estado lquido. A proteo necessria para garantir que o metal de solda

seja ntegro, livre de bolhas de gs, e tenha a resistncia e a ductilidade adequadas. s altas

temperaturas do arco, o nitrognio e o oxignio prontamente se combinam com o ferro e

formam nitretos de ferro e xidos de ferro que, se presentes no metal de solda acima de certos

valores mnimos, causaro fragilidade e porosidade. O nitrognio o mais relevante, visto que

difcil controlar seu efeito uma vez que ele tenha entrado no depsito de solda. O oxignio

pode ser removido com o uso de desoxidantes adequados. Para evitar a contaminao da

atmosfera o fluxo de metal fundido precisa ser protegido por gases que expulsem a atmosfera

circundante do arco e do metal de solda fundido. Isso conseguido usando-se no revestimento

materiais que gerem gases e que se decomponham durante as atividades de soldagem e

produzam a atmosfera protetora.

__ Estabilizao do arco - um arco estabilizado aquele que abre facilmente, queima

suavemente mesmo a baixas correntes e pode ser mantido empregando-se indiferentemente

um arco longo ou um curto.

__ Adies de elementos de liga ao metal de solda - uma variedade de elementos tais como

cromo, nquel, molibdnio, vandio e cobre podem ser adicionados ao metal de solda incluindo-

os na composio do revestimento. freqentemente necessrio adicionar elementos de liga

ao revestimento para balancear a perda esperada desses elementos da vareta durante a

atividade de soldagem devido volatilizao e s reaes qumicas. Eletrodos de ao doce

requerem pequenas quantidades de carbono, mangans e silcio no depsito de solda para

resultar em soldas ntegras com o nvel desejado de resistncia. Uma parte do carbono e do

mangans provm da vareta, mas necessrio suplement-la com ligas ferro-mangans e em

alguns casos com adies de ligas ferro-silcio no revestimento.

__ Direcionamento do arco eltrico - o direcionamento do fluxo do arco eltrico obtido com

a cratera que se forma na ponta dos eletrodos (veja a Figura 2a). O uso de aglomerantes

adequados assegura um revestimento consistente que manter a cratera e dar uma

penetrao adicional e melhor direcionamento do arco eltrico.

__ Funo da escria como agente fluxante - a funo da escria (1) fornecer proteo

adicional contra os contaminantes atmosfricos, (2) agir como purificadora e absorver

impurezas que so levadas superfcie e ficam aprisionadas pela escria, e (3) reduzir a

velocidade de resfriamento do metal fundido para permitir o escape de gases. A escria

tambm controla o contorno, a uniformidade e a aparncia geral do cordo de solda. Isso

particularmente importante nas juntas em ngulo.

__ Caractersticas da posio de soldagem - a adio de certos ingredientes no

revestimento, principalmente compostos de titnio, que tornam possvel a soldagem fora de

posio (posies vertical e sobre cabea). As caractersticas da escria principalmente a

tenso superficial e a temperatura de solidificao determinam fortemente a capacidade de

um eletrodo ser empregado na soldagem fora de posio.

__ Controle da integridade do metal de solda - a porosidade ou os gases aprisionados no

metal de solda podem ser controlados de uma maneira geral pela composio do revestimento.

o balano de certos ingredientes no revestimento que tem um efeito marcante na presena

de gases aprisionados no metal de solda.

O balano adequado desses ingredientes crtico para a integridade que pode ser obtida para

o metal de solda. O ferro mangans provavelmente o ingrediente mais comum utilizado para

se conseguir a frmula corretamente balanceada.

__ Propriedades mecnicas especficas do metal de solda propriedades mecnicas

especficas podem ser incorporadas ao metal de solda por meio do revestimento. Altos valores

de impacto a baixas temperaturas, alta ductilidade, e o aumento nas propriedades de

escoamento e resistncia mecnica podem ser obtidos pelas adies de elementos de liga ao

revestimento.

__ Isolamento da alma de ao - o revestimento atua como um isolante de tal modo que a

alma no causar curto-circuito durante a soldagem de chanfros profundos ou de aberturas

estreitas; o revestimento tambm serve como proteo para o operador quando os eletrodos

so trocados.